JPH0626442B2 - 電気自動車用回生制動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は電気自動車用回生制動制御装置に関するもの
である。

（従来技術） 従来、例えば、バッテリフォークリフトの走行用モータ
において同モータを発進加速させる場合又は逆転駆動さ
せる場合、まず、現時点で回生制動が可能かどうか判断
し、可能な場合には回生制動を実行しやがて回生制動が
できなくなった時、カ行（プラギング）に移るようにな
っている。反対に、可能でない場合には直ちにカ行（プ
ラギング）を行なうようになっている。

そして、前記回生制動が可能かどうかの判断は、まず、
回生コンタクタを離落した状態で走行用モータの界磁巻
線を一定時間予備励磁しその予備励磁に基づいて生じた
発電電流の値が予め定めたレベル以上の場合には回生制
動が可能と判断し、反対にレベル以下の場合には回生制
動ができないと判断するようにしていた。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、前記したように判断するにあたっては、一定
時間（５０〜１００ミリ秒）、走行用モータの界磁巻線
を予備励磁する必要があることから、回生制動すべき
か、カ行（プラギング）すべきかの判断はその予備励磁
をしている時間遅れていた。

特に発進加速すべき場合には、その判断後に回生コンタ
クタを投入しカ行状態にするため回生制動の無い車両の
制御と比較して前記予備励磁期間＋判別期間＋電源励磁
のための回生コンタクタ投入遅れ期間の合計時間（約３
００ミリ秒程度）の分だけ遅れるため、通常の車両より
も操作性が劣り省エネ効果の高い回生制動の普及の妨げ
となっていた。

そこで、本願発明者は上記問題点を解決するために、以
下の実験を行った。

すなわち、第６図に示す回路構成でスイッチ１をオンし
て直巻直流モータ２を２０００ｒｐｍ以上に正回転させ
た後、スイッチ１をオフさせるとともに、正逆転切換用
のコンタクタ３，４を矢印方向に切換える（逆方向励
磁）。モータ２が前記２０００ｒｐｍにまで減速した
時、スイッチングトランジスタ５を１ミリ秒間ドライブ
させる。そして、スイッチングトランジスタ５がドライ
ブしたと同時にモータ２の電機子に流れる電流を測定し
た結果、第７図に示す波形Ｐｒ2000となった。

同様に、モータ２が１０００ｒｐｍ及び０ｒｐｍに減速
した場合にも前記と同様にスイッチングトランジスタ５
をドライブしてモータの電機子に流れる電流を測定しそ
の波形Ｐｒ1000、Ｐ０を求めた。

次に、スイッチ１をオンして直巻直流モータ２を２００
０ｒｐｍ以上に正回転させた後、正逆転切換用のコンタ
クタ３，４をそのまま（順方向励磁）にしてスイッチ１
のみをオフさせる。モータ２が前記２０００ｒｐｍにま
で減速した時、スイッチングトランジスタ５を１ミリ秒
間ドライブさせる。そして、スイッチングトランジスタ
５をドライブすると、モータ２の電機子に流れる電流は
第７図に示す波形Ｐｆ2000となった。

同様に、モータが１０００ｒｐｍに減速した場合にも前
記と同様にスイッチングトランジスタ５をドライブして
モータの電機子に流れる電流を測定しその波形Ｐｆ1000
を求めた。

この実験結果から、モータ２の回転数、励磁方向と電機
子電流との関係は電流の立上り、立下りで電機子電圧の
影響を受け、逆方向励磁においては２０００ｒｐｍと１
０００ｒｐｍにおける電機子に流れる電流値は０ｒｐｍ
における電機子に流れる電流値より大きく回転数が大き
い程、電機子に流れる電流の立下りは緩かになり、順方
向励磁においては２０００ｒｐｍと１０００ｒｐｍにお
ける電機子に流れる電流値は０ｒｐｍにおける電機子に
流れる電流値より小さく回転数が大きい程、電機子に流
れる電流の立下りは急となることがわかった。

これは残留磁気の大小、モータの回転方向の相違、及び
フライホイールの電圧降下の差等の諸条件を変化させた
場合においてもほぼ同様な波形が求められた。

すなわち、モータ２を逆方向励磁して求めた電流波形の
立下り状態において０ｒｐｍの回転数における電機子に
流れる電流値より大きい電流値の状態にあるモータ２は
同モータ２の回転方向とトルクの方向が逆となりそれに
基づく電機子電圧によってその立下りが緩やかになり、
その結果、回生制動が可能となることがわかる。

従って、前記トランジスタ５のドライブ開始後、一定時
間経過した時の電機子に流れている電流値と予め求めた
前記０ｒｐｍの回転数におけるその時の電流値の大小を
比較することによってその時点において回生制動が可能
か、それとも、カ行（プラキング）でなければならない
かどうか判別できることがわかる。

さらに、本願発明者は前記トランジスタ５を１ミリ秒間
ドライブさせた後、電機子電流が立下って行く途中でト
ランジスタ５を３ミリ秒間再びドライブさせその電機子
電流の立下りを０ｒｐｍ、８００ｒｐｍ及び１６００ｒ
ｐｍの回転数の場合について比較した結果、第８図に示
すように０ｒｐｍにおける立下りの電機子電流の値と各
回転数における立下りの電機子電流の値との差が大きく
なることを見い出した。従って、このことからトランジ
スタ５を２回ドライブさせて、その電機子電流値を用い
て回生制動が可能か、それとも、カ行（プラキング）で
なければならないかどうか判別を行なうものとすればよ
り精度の高い判別ができることがわかる。

この発明は上記の点に着目したものであって、その目的
は、従来の判別方法と全く異なる方法を採用して、回生
制動が可能か否かの判断をより迅速かつ確実に行ない得
る電気自動車用回生制動制御装置を提供するにある。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は、前後進検出器
と、電流検出器と、コントローラとを有する電気自動車
回生制動制御装置であって、電気自動車は、直流モータ
が回生コンタクタと前後進用コンタクタとスイッチング
素子とに直列に接続されてそのスイッチング素子のオン
・オフ制御にて回転駆動され、その回生コンタクタを介
して直流電源に接続され、界磁巻線と直流電源との間に
フライホイールダイオードが接続され、コンタクタ駆動
回路にて各コンタクタが開閉制御されるものであり、前
後進検出器は、直流モータを正転及び逆転駆動させるた
めの前後進レバーの操作位置を検出して出力するもので
あり、電流検出器は、直流モータの電機子電流を検出し
て出力するものであり、コントローラは、前後進検出器
と、電流検出器の検出信号を入力し、前後進レバーが切
り換えられたときには、前後進用コンタクタを切り換え
界磁巻線の励磁方向を切り換えるコンタクタ駆動回路に
制御信号を出力し、かつスイッチング素子を一定時間オ
ン状態にした後オフ状態にする制御信号をスイッチング
素子に出力し、スイッチング素子がオンした時点から予
め定めた時間経過後の電機子電流が予め定めた基準値よ
り大きいときには、回生コンタクタを離落させる制御信
号をコンタクタ駆動回路に出力し、電機子電流が予め定
めた基準値より小さいときには、回生コンタクタを閉路
させる制御信号をコンタクタ駆動回路に出力する電気自
動車用回生制動制御装置をその要旨としている。

（作用） 上記手段により、前後進レバーが切換操作されると、コ
ントローラにてコンタクタ駆動回路を駆動制御して直流
モータの界磁巻線の励磁方向を切り換えるとともに、ス
イッチング素子を一定時間オン状態にした後オフ状態に
制御する。

そして、スイッチング素子がオンした時点から予め定め
た時間経過後の電機子電流が予め定めた基準値より大き
いとき、コントローラは回生コンタクタを離落させるよ
うに動作制御して回生制動させ、逆に、電機子電流が基
準値より小さいとき、コントローラは回生コンタクタを
閉路させるように動作制御してカ行させる。

（実施例） 以下、この発明の電気自動車用回生制動制御装置をバッ
テリフオークリフトに具体化した一実施例を図面に従っ
て説明する。

第１図はバッテリフォークリフトにおける走行用モータ
の駆動回路を示し、走行用モータ１１は回生用コンタク
タ１２を介して直流電源としてのバッテリー１３に接続
されている。走行用のモータ１１は直巻の直流電動機で
あって、図示しない駆動輪を駆動させるようになってい
る。

前記走行用モータ１１の界磁巻線１１ａには切換え手段
としての前進用コンタクタ１４及び後進用コンタクタ１
５が接続され、両コンタクタ１４，１５の切換え動作に
基づいて走行用モータ１１を正逆回転、すなわち、フォ
ークリフトを前後進させるようになっている。

スイッチング素子としての走行用スイッチングトランジ
スタ（以下、走行用トランジスタという）１６は前記走
行用モータ１１に対して直列に接続されていて、そのベ
ース端子に入力される公知のチョッパ信号に基づいてオ
ン・オフし同走行用モータ１１を駆動制御する。

第１の走行フライホイールダイオード（以下、第１の走
行フライホイールという）１７は前記界磁巻線１１ａの
前進用コンタクタ１４側と前記バッテリー１３のプラス
端子との間に接続され、第２の走行フライホイールダイ
オード（以下、第２の走行フライホイールという）１８
は前記界磁巻線１１ａの後進用コンタクタ１５側と前記
バッテリー１３のプラス端子との間に接続されている。
又、走行用モータ１１の電機子１１ｂと前記回生用コン
タクタ１２との間には回生フライホイールダイオード
（以下、回生フライホイールという）１９の一端が接続
され、そのフライホイール１９の他端はバッテリー１３
のマイナス端子に接続されている。

又、走行用モータ１１の電機子１１ｂには電流検出器２
０が設けられ、同電機子１１ｂに流れる電流を検出す
る。

次に、上記のように構成した駆動回路に接続した各コン
タクタ及びトランジスタを動作制御して走行用モータ１
１の回生制動が可能かどうかを判断する電気回路を第２
図に従って説明する。

第２図において、アクセル操作量検出装置２１はポテン
ショメータよりなり、運転席に設けられたアクセルペダ
ル２２の操作量を検出し、その操作量検出信号をＡ／Ｄ
変換器２３を介して後記する中央処理装置２７に出力す
る。又、前記電流検出器２０は前記走行用モータ１１の
電機子１１ｂに流れる電流Ｉを検出し、その電流検出信
号を同じくＡ／Ｄ変換器２３を介して中央処理装置２７
に出力するようになっている。

前後進検出器２４はリミットスイッチよりなり、運転席
に設けた前後進レバー２５の操作位置（前進、中立、後
進）を検知し、その位置信号をインターフェイス２６を
介して中央処理装置２７に出力する。

コントローラ１０は、中央処理処理（以下、ＣＰＵとい
う）２７、プログラムメモリ２８及び作業用メモリ３８
から構成されており、プログラムメモリ２８は読み出し
専用のメモリよりなり、作業用メモリ３８は読み出し及
び書き替え可能なメモリ（ＲＡＭ）よりなる。前記ＣＰ
Ｕ２７はプログラムメモリ２８に記憶された制御プログ
ラムに従って動作するとともに、前記ＣＰＵ２７が演算
した演算結果等を作業用メモリ３８に一時記憶するよう
になっている。そして、ＣＰＵ２７は前記アクセル操作
量検出装置２１から出力される操作量検出信号に基づい
てその時のアクセルペダル２２の操作量を割り出すよう
になっている。この割り出しは前記プログラムメモリ２
８に予め記憶されている操作量検出信号に対する操作量
データに基づいて割り出すようになっている。

そして、ＣＰＵ２７はこの割り出したアクセルペダル２
２の操作量に対応する走行用モータ１１の回転速度に同
モータを制御するための制御信号をプログラマブルタイ
マ（以下、ＰＴＭという）２９に出力する。ＰＴＭ２９
はこの制御信号に基づいて、すなわち、アクセルペダル
２２の操作量に応じたパルス幅変調されたパルス信号を
出力するようになっている。

このパルス信号はトランジスタ３０に出力され、同トラ
ンジスタ３０をオン・オフさせることによって、前記走
行用トランジスタ１６のベース端子にチョッパ信号を出
力するようになっている。

又、ＣＰＵ２７は前記電流検出器２０から出力される電
流検出信号に基づいてその時の走行用モータ１１の電機
子１１ｂに流れる電流Ｉを割り出すようになっている。
この割り出しは前記プログラムメモリ２８に予め記憶さ
れている電流検出信号に対する電流値データに基づいて
割り出すようになっている。

又、ＣＰＵ２７は前記前後進検出器２４から出力される
位置信号に基づいてその時の前後進レバー２５の操作位
置を割り出すようになっている。そして、前後進レバー
２５の操作位置が後進位置から前進位置になった場合に
は、ＣＰＵ２７はフォークリフトを前進走行、すなわ
ち、走行モータ１１を正転させるための制御信号をイン
ターフェイス３１を介して各トランジスタ３２，３３に
出力し、それぞれの前進用コンタクタ及び後進用コンタ
クタコイル３４，３５を励磁制御する。そして、この励
磁制御に基づいて前記前進用コンタクタ１４は電機子側
接点に、又、後進用コンタクタ１５は走行用トランジス
タ側接点に接続保持されるようになっている。

反対に、前後進レバー２５の操作位置が前進位置から後
進位置になった場合には、ＣＰＵ２７はフォークリフト
を後進走行、すなわち、走行用モータ１１を逆転させる
ための制御信号をインターフェイス３１を介して各トラ
ンジスタ３２，３３に出力し、それぞれの前進用コンタ
クタ及び後進用コンタクタコイル３４，３５を励磁制御
する。そして、この励磁制御に基づいて前進用コンタク
タ１４は走行用トランジスタ側接点に、又、後進用コン
タクタ１５は電機子側接点に接続保持されるようになっ
ている。

又、前後進レバー２５が前進（又は後進）から後進（又
は前進）になった時、及び、中立位置から前進又は後進
になった時には、ＣＰＵ２７は回生・カ行判別処理動作
を実行する。

この回生・カ行判別処理において、まず、ＣＰＵ２７は
走行用トランジスタ１６をオフさせるとともに、前述し
た走行用モータ１１の界磁巻線１１ａを前後進レバー２
５によって選択された方向に駆動するように励磁すべく
前記前進及び後進用コンタクタ１４、１５を切換えるべ
く前記トランジスタ３２，３３を制御する。又、回生コ
ンタクタ１２を閉路すべく回生コンタクタコイル３７を
励磁すべくトランジスタ３６を制御する。前記各トラン
ジスタ３２，３３，３６及び各コンタクタコイル３４，
３５，３７によりコンタクタ駆動回路が構成されてい
る。次に、ＣＰＵ２７は前記走行用トランジスタ１６を
一定時間（本実施例では１ミリ秒）オンさせ、以後オフ
状態にするための制御信号を前記ＰＴＭ２９に出力す
る。従って、例えば、前後進レバー２５を前進から後進
に切り換え前記コンタクタ１４，１５を切り換えた場合
において、この１ミリ秒の間に電機子１１ｂに流れる電
流は第３図に示す経路Ｉ１を流れ、１ミリ秒後の電機子
１１ｂに流れる電流は第３図に示す経路Ｉ２を流れるこ
とになる。

前記１ミリ秒間のトランジスタ１６のドライブ開始後所
定時間（本実施例では７ミリ秒）経過すると、ＣＰＵ２
７は前記電流検出器２０から出力されてくる電流検出信
号に基づいて割り出したその時の電機子１１ｂに流れて
いる電流値Ｉが予め設定された基準値ｋより大きいかど
うかを判別するようになっている。

基準値ｋは予め前記プログラムメモリ２８に記憶されて
いて、実施施例では前記第７図に示した逆方向励磁にお
ける０ｒｐｍの回転数でトランジスタ１６のドライブ開
始後７ミリ秒経過した立下り時点における電機子に流れ
る電流の値より僅か（σ）に大きい値を基準値ｋとして
いる。

そして、電流値Ｉが基準値ｋより大きい時（Ｉ＞ｋ）、
すなわち、モータ１１の回転方向とトルクの方向が逆で
それに基づく電機子電圧によって電流Ｉの立下りが緩や
かな時、ＣＰＵ２７はその時の走行用モータ１１の状態
が回生制動を行なえる状態と判断する。反対に、電流値
Ｉが基準値ｋより小さい時（Ｉ≦ｋ）、すなわち、モー
タ１１の回転方向とトルクの方向が同じでそれに基づく
電機子電圧によって電流Ｉの立下りが急な時、走行モー
タ１１の状態が回生制動を行なえない状態と判断するよ
うになっている。

回生制動を行なえる状態と判断した時、ＣＰＵ２７は直
ちに前記回生コンタクタ１２を離落させるために制御信
号をインターフェイス３１を介してトランジスタ３６に
出力していたのを遮断し、回生コンタクタコイル３７を
離落制御するようになっている。そして、この離落制御
に基づいて回生コンタクタ１２は離落される。

回生コンタクタ１２が離落されると、第４図に示すよう
に経路Ｉ３で回生電流が流れ、回生制動が開始する。こ
の時、ＣＰＵ２７は前記アクセルペダル２２の操作量に
相対した制御信号をＰＴＭ２９に出力し走行用トランジ
スタ１６を制御して、同トランジスタ１６を介してフラ
イホイール電流を経路Ｉ４で流しその回生制動による制
動量を制御するようになっている。

この回生制動時において、ＣＰＵ２７は前記電流検出器
２０から検出信号に基づいて逐次その時の電機子１１ｂ
の電機子電流の電流値Ｉを割り出す。そして、その電流
値Ｉが予め設定された回生下限電流以下になった時、Ｃ
ＰＵ２７は回生制動が不能と判断し、直ちに回生コンタ
クタコイル３７を励磁制御する。そして、この励磁制御
に基づいて回生コンタクタ１２は閉路される。

回生コンタクタ１２が閉路されると、カ行（プラギン
グ）が開始される。この時、ＣＰＵ２７はアクセルペダ
ル２２の操作量に相対した制御信号をＰＴＭ２９に出力
し走行用トランジスタ１６を制御してカ行を制御するよ
うになっている。

なお、前記電流値Ｉと基準値ｋとの判断において、電流
値Ｉが基準値ｋより小さい時、ＣＰＵ２７はその時の走
行用モータ１１の状態が回生制動を行なえない状態と判
断し、前記回生制動することなく直ちにカ行に移るよう
に制御するようになっている。すなわち、前後進コンタ
クタ１４，１５、回生コンタクタ１２は開閉路の切換え
を行なわずそのままの状態を維持する。

作業用メモリ３８は読み出し及び書き替え可能なメモリ
（ＲＡＭ）よりなり、前記ＣＰＵ２７が演算した演算結
果等を一時記憶するようになっている。

次に上記のように構成したフォークリフトに具体化した
直流モータの回生制動制御装置の作用について説明す
る。

今、アクセルペダル２２の操作量に基づいて前進走行し
ている状態において、前後進レバー２５を前進から後進
に切換えると、ＣＰＵ２７は前後進検出器２４からの検
出信号を入力し前後進レバー２２が前進から後進に切換
わったことを判断して回生・カ行判別処理動作を実行す
る。

ＣＰＵ２７は走行用トランジスタ１６を直ちにオフさせ
るとともに、走行用モータ１１の界磁巻線１１ａを逆方
向に励磁すべく前進及び後進用コンタクタコイル３４，
３５を励磁制御して前進及び後進用コンタクタ１４、１
５を切換える。

従って、この時点で走行用モータ１１の電源は遮断され
る。

次に、ＣＰＵ２７はＰＴＭ２９に制御信号を出力して走
行用トランジスタ１６を１ミリ秒の間ドライブさせる。
この１ミリ秒間のドライブ中の電機子１１ｂに流れる電
流は第３図に示す経路Ｉ１を流れ、ドライブ（１ミリ
秒）後は同トランジスタ１６がオフするため、電機子１
１ｂのフライホイール電流は経路Ｉ２を流れる。従っ
て、その電機子電流の電流波形は第７図に示すようにド
ライブ中は立上り、ドライブ後は立下る。

この立下りは走行用モータ１１の回転方向とトルクの方
向とが逆の場合にはそれに基づく電機子電圧によって緩
やかになり、反対に両方向が同じの場合には急になる。

そして、ドライブ開始して７ミリ秒経過した時、その立
下がって行く電流値ＩをＣＰＵ２７が割り出す。この
時、電流値Ｉが基準値ｋより大きい時、ＣＰＵ２７はそ
の時の走行用モータ１１の状態が回生制動を行なえる状
態と判断し、反対に電流値Ｉが基準値ｋより小さい時、
走行モータ１１の状態が回生制動を行なえない状態と判
断する。

回生制動を行なえる状態と判断した時、ＣＰＵ２７は直
ちに回生コンタクタコイル３７を励磁制御して回生コン
タクタ１２を離落させる。

回生コンタクタ１２が離落されると、電機子１１ｂのフ
ライホイール電流は第４図に示す経路Ｉ３を流れ、回生
制動が開始される。この時、ＣＰＵ２７はその時のアク
セルペダル２２の操作量に相対した制御信号をＰＴＭ２
９に出力し走行用トランジスタ１６を制御して、同トラ
ンジスタ１６を介してフライホイール電流を流してその
回生制動による制動量を制御する。

やがて、フライホイール電流が予め設定した電流レベル
以下になると、ＣＰＵ２７は回生制動が不能と判断し、
直ちに回生コンタクタコイル３７を励磁制御して回生コ
ンタクタ１２は閉路する。

回生コンタクタ１２が閉路されると、ＣＰＵ２７はカ行
を開始する。この時、ＣＰＵ２７はアクセルペダル２２
の操作量に相対した制御信号をＰＴＭ２９に出力し走行
用トランジスタ１６を制御してカ行を制御する。

一方、前記電流値Ｉと基準値ｋとの判断において、電流
値Ｉが基準値ｋより小さい時、ＣＰＵ２７はその時の走
行用モータ１１の状態が回生制動を行なえない状態と判
断し、前記回生制動することなく直ちにカ行（プラギン
グ）に移る。

このように、本実施例では前進及び後進用コンタクタ１
４，１５を切換え、１ミリ秒の間走行用トランジスタ１
６をドライブした後、７ミリ秒経過した時の立下って行
く電機子電流の値Ｉを予め定めた基準値ｋと比較するこ
とによって回生制動が可能かどうかを判断するので、従
来のように回生制動が行なえるかどうかの判断するにあ
たって、一定時間、走行用モータの界磁巻線を予備励磁
して回生制動すべきか、プラギングすべきかの判断する
のに比べて非常にその判断は速くなる。

なお、この発明は前記実施例に限定されるものではな
く、前記走行用トランジスタ１６のドライブ時間を数ミ
リ秒の範囲で適宜変更して実施してもよい、勿論、１ミ
リ秒以下のオーダで走行用トランジスタ１６をドライブ
させるようにしてもよい。

次に、この発明の第２の実施例について説明する。

前記実施例が直流電源の遮断後、トランジスタ１６を１
ミリ秒間オンさせ、７ミリ秒経過した立下がり時点にお
ける電機子に流れる電流値を基準値ｋと比較したもので
あったが、本実施例ではこの７ミリ秒経過した立下がり
時点における電機子に流れる電流値が予め定めた範囲
（回生制動にすべきかカ行にすべきか精度的に判断がで
きない誤差範囲）の値である場合、もう一度同じような
電流検出を行なって回生制動が行なえるかどうかの判断
をより精度を上げるようにしたものである。

なお、本実施例では回路構成はＣＰＵ２７の処理動作と
作業用メモリ３８に記憶するデータが増えることを除い
て前記実施例とほぼ同じなので、その相違した構成のみ
説明する。

ＣＰＵ２７が回生・カ行判別処理を行なって、７ミリ秒
経過後の電機子に流れる電流値Ｉを割り出した時、ＣＰ
Ｕ２７はその値Ｉが予め定めた上限値ｋａ（本実施例で
は４３アンペア）と下限値ｋｂ（本実施例では３２アン
ペア；＝基準値ｋ）の中間の第１の基準値ｋ１（本実施
例では３７アンペア）と同じかそれより大きいかどうか
判断する。

この上限値ｋａと下限値ｋｂの範囲は精度的に回生か、
カ行かの判断が精度上誤差のある領域であって、経験的
に求めた値であり、その第１の基準値ｋ１のデータは予
めプログラムメモリ２８に記憶されている。

そして、電機子電流Ｉが第１の基準値ｋ１と同じ若しく
はそれより大きいと判断した時には、ＣＰＵ２７は回生
可能と判断して前記実施例と同様な回生制御を行なうよ
うになっている。

反対に電機子電流Ｉが第１の基準値ｋ１より小さいと判
断した時には、ＣＰＵ２７は直ちにトランジスタ１６を
所定時間（本実施例では３ミリ秒）ドライブさせるべく
ＰＴＭ２９に制御信号を出力する。

トランジスタ１６のドライブ後所定時間（本実施例では
７ミリ秒）経過した時、ＣＰＵ２７は前記電流検出器２
０からの検出信号に基づいて割り出したその時の電機子
１１ｂに流れている電流Ｉが予め定めた第２の基準値ｋ
２（本実施例では１０５アンペア）と同じかそれより大
きいかどうか判断する。

この第２の基準値ｋ２は経験的に求めた値であり、その
第２の基準値ｋ２のデータは予めプログラムメモリ２８
に記憶されている。

そして、電機子電流Ｉが第２の基準値ｋ２と同じ若しく
はそれより大きいと判断した時には、ＣＰＵ２７は回生
可能と判断して前記実施例と同様な回生制御を行なうよ
うになっている。

反対に電機子電流Ｉが第２の基準値ｋ２より小さいと判
断した時には、ＣＰＵ２７は回生制動ができないと判断
して直ちに前記実施例と同様にカ行制御に移るようにな
っている。

次に、上記のように構成した直流モータの回生制動制御
装置の作用について説明する。

今、アクセルペダル２２の操作量に基づいて前進走行し
ている状態において、前後進レバー２５を中立から後進
に切換えると、ＣＰＵ２７は前後進検出器２４からの検
出信号に基づいて前後進レバー２５が中立から後進に切
換わったことを判断して回生・カ行判別処理動作を実行
する。

ＣＰＵ２７は回生コンタクタ１２を投入した状態で走行
用トランジスタ１６を直ちにオフさせるとともに、前進
及び後進用コンタクタ１４、１５を後進状態に切換え回
生コンタクタ１２を投入確認した後、１０ミリ秒持つ。

従って、この時点でトランジスタ１２がオフ状態である
ことに基づいて走行用モータ１１の電源は遮断される。

次に、ＣＰＵ２７はアクセルペダル２２が踏込まれてい
るかどうかチェックした後、ＰＴＭ２９に制御信号を出
力して走行用トランジスタ１６を１ミリ秒の間ドライブ
させる。従って、前記実施例と同様にその電機子電流の
電流波形はドライブ中は立上り、ドライブ後は立下る。

そして、ドライブ開始後７ミリ秒経過した時、ＣＰＵ２
７はその立下がって行く電流値ＩをＣＰＵ２７が割り出
し、その電流値Ｉと第１の基準値ｋ１の大小を比較す
る。そして、第１の基準値ｋ１と同じかそれより大きい
と判断した時、ＣＰＵ２７はその時の走行用モータ１１
の状態が回生制動を行なえる状態と判断する。

反対に電流値Ｉが基準値ｋ１より小さい時、ＣＰＵ２７
は再びＰＴＭ２９に制御信号を出力して走行用トランジ
スタ１６を３ミリ秒の間ドライブさせる。従って、その
電機子電流の電流波形は第８図に示すようにドライブ中
は前記以上に立上り、ドライブ後は立下る。そして、ド
ライブ後１１ミリ秒経過した時、ＣＰＵ２７はその立下
がって行く電流値ＩをＣＰＵ２７が割り出し、その電流
値Ｉと第２の基準値ｋ２の大小を比較する。そして、第
２の基準値ｋ２と同じかそれより大きいと判断した時、
ＣＰＵ２７はその時の走行用モータ１１の状態が回生制
動を行なえる状態と判断する。

回生制動を行なえる状態と判断した時、ＣＰＵ２７は直
ちに走行用モータ１１の界磁巻線１１ａを逆方向に励磁
すべく前進及び後進用コンタクタ１４、１５を切換える
とともに、回生コンタクタ１２を離落させる。

回生コンタクタ１２が離落されると、ＣＰＵ２７はトラ
ンジスタ１２をドライブさせ界磁巻線１１ａを予備励磁
させて回生制動を実行させる。この時、ＣＰＵ２７はそ
の時のアクセルペダル２２の操作量に相対した制御信号
をＰＴＭ２９に出力し走行用トランジスタ１６を制御し
て、同トランジスタ１６を介してフライホイール電流を
流してその回生制動による制動量を制御している。

やがて、フライホイール電流が予め設定した電流レベル
以下になると、ＣＰＵ２７は回生制動の終了を判断し直
ちに走行用モータ１１の界磁巻線１１ａを元の方向に励
磁すべく前進及び後進用コンタクタ１４、１５を切換え
るとともに、回生コンタクタ１２を閉路させる。以後、
ＣＰＵ２７はアクセルペダル２２の操作量に相対した制
御信号をＰＴＭ２９に出力し走行用トランジスタ１６を
制御してカ行を制御する。

一方、前記電流値Ｉと第２の基準値Ｋ２との判断におい
て、電流値Ｉが第２の基準値ｋ２より小さいと判断した
時、ＣＰＵ２７はその時の走行用モータ１１の状態が回
生制動を行なえない状態と判断し、前記回生制動するこ
となく直ちにカ行に移る。

このように本実施例では前記実施例の効果に加えてトラ
ンジスタ１６を２回ドライブさせて走行モータ１１の各
状態における電機子１１ｂに流れる電流値Ｉの変化の差
を大きくするようにしたので、回生制動が可能かどうか
の判別精度を上げることができる。

なお、本実施例では２回目のトランジスタ１６のドライ
ブ時間（３ミリ秒）を１回目のドライブ時間（１ミリ
秒）より長くしたが、これは１回目のドライブ後の電機
子１１ｂの電流の減衰分が２回目のドライブの始まりで
残るためその分を考慮したためで、その考慮の範囲で２
回目のトランジスタ１６のドライブ時間を適宜変更して
もよい。

又、前記各実施例ではフォークリフトに応用したが、そ
の他の電気自動車の走行用の直流モータに応用すること
は勿論可能である。

発明の効果 以上詳述したように、この発明によれば、回生制動可能
かどうかの判断が従来に比べてより迅速に行なうことが
できるため、従来の回生制動普及の妨げとなっていた応
答性の悪化を解消でき、省エネ効果の高い回生制動車の
普及に役立つという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化したフォークリフトの走行用モ
ータのモータ駆動回路図、第２図は同じく回生制動制御
装置の電気ブロック回路図、第３図はカ行時の電機子電
流の流れを説明するための図、第４図は回生制動時の電
機子電流の流れを説明するための図、第５図は本発明の
第２の実施例を説明するためのフローチャート図、第６
図は本発明の説明するための電気回路図、第７図及び第
８図は同じく電機子電流の波形図である。 図中、１０はコントローラ、１１は直流モータとしての
走行用モータ、１１ａは界磁巻線、１２は回生コンタク
タ、１４，１５は前後進用コンタクタ、１３は直流電源
としてのバッテリー、１６はスイッチング素子としての
走行用トランジスタ、１７，１８は第１及び第２の走行
用フライホイールダイオード、２５は前後進レバー、２
７はＣＰＵ、３２〜３７はコンタクタ駆動回路を構成す
るトランジスタ，前進用コンタクタコイル，後進用コン
タクタコイル，回生コンタクタコイルである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 智彦 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 尾関 峰夫 愛知県一宮市浅井町河田54 (72)発明者 鈴木 哲治 愛知県西春日井郡西枇杷島町押花５ 若竹 寮

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前後進検出器（２４）と、電流検出器（２
   ０）と、コントローラ（１０）とを有する電気自動車用
   回生制動制御装置であって、 電気自動車は、直流モータ（１１）が回生コンタクタ
   （１２）と前後進用コンタクタ（１４，１５）とスイッ
   チング素子（１６）とに直列に接続されてそのスイッチ
   ング素子（１６）のオン・オフ制御にて回転駆動され、
   その回生コンタクタ（１２）を介して直流電源（１３）
   に接続され、界磁巻線（１１ａ）と直流電源（１３）と
   の間にフライホイールダイオード（１７，１８）が接続
   され、コンタクタ駆動回路（３２〜３７）にて各コンタ
   クタ（１２，１４，１５）が開閉制御されるものであ
   り、 前後進検出器（２４）は、直流モータ（１１）を正転及
   び逆転駆動させるための前後進レバー（２５）の操作位
   置を検出して出力するものであり、 電流検出器（２０）は、直流モータ（１１）の電機子電
   流を検出して出力するものであり、 コントローラ（１０）は、前後進検出器（２４）と、電
   流検出器（２０）の検出信号を入力し、 前後進レバー（２５）が切り換えられたときには、前後
   進用コンタクタ（１４，１５）を切り換え界磁巻線（１
   １ａ）の励磁方向を切り換えるコンタクタ駆動回路（３
   ２〜３７）に制御信号を出力し、かつスイッチング素子
   （１６）を一定時間オン状態にした後オフ状態にする制
   御信号をスイッチング素子（１６）に出力し、 スイッチング素子（１６）がオンした時点から予め定め
   た時間経過後の電機子電流が予め定めた基準値より大き
   いときには、回生コンタクタ（１２）を離落させる制御
   信号をコンタクタ駆動回路（３２〜３７）に出力し、 電機子電流が予め定めた基準値より小さいときには、回
   生コンタクタ（１２）を閉路させる制御信号をコンタク
   タ駆動回路（３２〜３７）に出力するものである 電気自動車用回生制動制御装置。